Тепловая электрическая станция Российский патент 2022 года по МПК F01K13/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.

Известен аналог – тепловая электрическая станция (см. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.14, рис. 1.8), содержащая паровой котел, главный паропровод, паровую турбину с конденсатором, электрический генератор, конденсатный насос, питательный бак, питательный насос, газоход отвода уходящих продуктов сгорания парового котла в атмосферу, систему оборотного водоснабжения, включающую, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, сливной напорный трубопровод к градирне с естественной тягой, состоящей из водосборного бассейна и вытяжной башни, в которой установлены водоуловитель, водораспределительное устройство и ороситель. Данный аналог принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной тепловой электрической станции, принятой за прототип, относится то, что известная тепловая электрическая станция обладает пониженной экономичностью, так как для отвода уходящих продуктов сгорания (газов) от парового котла в атмосферу и рассеивания их в ней требуется сооружать и эксплуатировать газоотводящую (дымовую) трубу. Кроме того, тепловая электрическая станция обладает пониженной надежностью, так как при отрицательных температурах окружающей среды на выходе из вытяжной башни градирни теплый влажный воздух, взаимодействуя с ее холодными стенками, охлаждается ниже точки росы, при этом находящиеся в воздухе пары воды конденсируются, конденсат намерзает на стенках вытяжной башни градирни, образуются глыбы льда. При положительных температурах окружающей среды глыбы льда отделяются от стенок вытяжной башни, падают с высоты и разрушают расположенные внизу элементы градирни, что снижает надежность тепловой электрической станции.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для повышения экономичности и надежности тепловой электрической станции предлагается в вытяжной башне градирни с естественной тягой по ее периметру установить жестко скрепленные кольцевой газораспределительный коллектор и кожух кругового сечения с образованием совместно со стенкой вытяжной башни градирни с естественной тягой пристенного канала кольцевого сечения. При этом кольцевой газораспределительный коллектор необходимо разместить после водоуловителя по ходу движения влажного воздуха и присоединить к газоходу отвода уходящих продуктов сгорания парового котла, а в его верхней части выполнить равномерно расположенные отверстия прямоугольной формы для подачи уходящих продуктов сгорания парового котла при температуре 100–120°С в пристенный канал кольцевого сечения и их отвода в атмосферу. В этом случае температура внутренней поверхности стенки вытяжной башни металлической градирни с естественной тягой, имеющей обшивку гофрированными листами из алюминиево-магниевого сплава, при температуре наружного воздуха -30 – -35°С будет всегда положительной за счет теплоотдачи от уходящих продуктов сгорания и равной 12–16°С, что исключает ее обледенение и повышает экономичность и надежность тепловой электрической станции. Так как температура внутренней поверхности стенки вытяжной башни градирни ниже точки росы водяных паров, равной 54–55°С при работе котла на природном газе, то из уходящих продуктов сгорания на ней будет выделяться конденсат водяных паров (обессоленная вода), который под действием силы тяжести будет стекать в водосборный бассейн градирни с естественной тягой, что дополнительно повышает экономичность тепловой электрической станции за счет снижения расхода добавочной воды системы оборотного водоснабжения с градирней. При этом снижается солесодержание циркуляционной воды за счет восполнения ее потерь обессоленной водой.

Технический результат – повышение экономичности и надежности тепловой электрической станции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной тепловой электрической станция содержащей паровой котел, главный паропровод, паровую турбину с конденсатором, электрический генератор, конденсатный насос, питательный бак, питательный насос, газоход отвода уходящих продуктов сгорания парового котла в атмосферу, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, сливной напорный трубопровод к градирне с естественной тягой, состоящей из водосборного бассейна и вытяжной башни, в которой установлены водоуловитель, водораспределительное устройство и ороситель, особенность заключается в том, что вытяжная башня градирни с естественной тягой дополнительно снабжена жестко скрепленными кольцевым газораспределительным коллектором, присоединенным к газоходу отвода уходящих продуктов сгорания парового котла, и кожухом кругового сечения, образующим совместно со стенкой вытяжной башни градирни с естественной тягой пристенный канал кольцевого сечения, при этом кольцевой газораспределительный коллектор расположен после водоуловителя по ходу движения влажного воздуха, а в его верхней части выполнены равномерно расположенные отверстия прямоугольной формы для подачи уходящих продуктов сгорания парового котла в пристенный канал кольцевого сечения и их отвода в атмосферу.

На чертеже представлена схема тепловой электрической станции.

Тепловая электрическая станция содержит паровой котел 1, главный паропровод 2, паровую турбину 3 с конденсатором 4, электрический генератор 5, конденсатный насос 6, питательный бак 7, питательный насос 8, газоход 9 отвода уходящих продуктов сгорания парового котла, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос 10, напорный трубопровод 11 к конденсатору 4 паровой турбины 3, сливной напорный трубопровод 12 к градирне с естественной тягой, состоящей из водосборного бассейна 13 и вытяжной башни 14, в которой установлены водоуловитель 15, водораспределительное устройство 16, ороситель 17, жестко скрепленные кольцевой газораспределительный коллектор 18, присоединенный к газоходу 9 отвода уходящих продуктов сгорания парового котла 1 в атмосферу, и кожух 19 кругового сечения, образующий совместно со стенкой вытяжной башни 14 градирни с естественной тягой пристенный канал 20 кольцевого сечения. При этом кольцевой газораспределительный коллектор18 размещен после водоуловителя по ходу движения влажного воздуха, а в его верхней части выполнены равномерно расположенные отверстия прямоугольной формы для подачи уходящих продуктов сгорания парового котла 1 в пристенный канал 20 кольцевого сечения и их отвода в атмосферу.

Работа тепловой электрической станции осуществляется следующим образом. Органическое топливо, атмосферный воздух и питательную воду подают в топку парового котла 1, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания и генерируется водяной пар. Водяной пар по главному паропроводу 2 направляют в паровую турбину 3.

В паровой турбине 3 в процессе расширения водяного пара совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 5. Отработавший в паровой турбине 3 водяной пар направляют в конденсатор 4, где водяной пар конденсируется за счет теплообмена с циркуляционной водой, подаваемой циркуляционным насосом 10 по напорному трубопроводу 11 из водосборного бассейна 13 градирни с естественной тягой, при этом циркуляционная вода подогревается. Подогретая в конденсаторе 4 циркуляционная вода по сливному напорному трубопроводу 12 подается в вытяжную башню 14 градирни, где разбрызгивается посредством водораспределительного устройства 16 и охлаждается холодным атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с ним в оросителе 17, при этом атмосферный воздух подогревается и увлажняется, а охлажденная циркуляционная вода стекает в водосборный бассейн 13. Подогретый и насыщенный водяными парами атмосферный воздух проходит водоуловитель 15, где от него отделяются капельки циркуляционной воды, и отводится в атмосферу. Конденсат отработавшего в паровой турбине 3 водяного пара из конденсатора 4 конденсатным насосом 6 направляется в питательный бак 7, из которого питательным насосом 8 подается в паровой котел 1.

Уходящие продукты сгорания парового котла 1 по газоходу 9 направляются в кольцевой газораспределительный коллектор 18, из которого через отверстия прямоугольной формы подаются в пристенный канал 20 кольцевого сечения, образованный за счет установки в вытяжной башне градирни кожуха 19 кругового сечения, и отводятся в атмосферу. В пристенном канале 20 кольцевого сечения температура внутренней поверхности стенки вытяжной башни 14 градирни с естественной тягой, будет всегда положительной за счет теплоотдачи от уходящих продуктов сгорания, что исключает ее обледенение и повышает экономичность и надежность тепловой электрической станции. Для металлической градирни с естественной тягой при температуре наружного воздуха -30 – -35°С температура внутренней поверхности стенки вытяжной башни 14 градирни с естественной тягой будет равна 12 – 16°С, что ниже точки росы водяных паров, равной 54–55°С при работе котла 1 на природном газе. В этом случае из уходящих продуктов сгорания будет выделяться конденсат водяных паров (обессоленная вода), который под действием силы тяжести будет стекать в водосборный бассейн 13 градирни с естественной тягой, что дополнительно повышает экономичность тепловой электрической станции за счет снижения расхода добавочной воды системы оборотного водоснабжения с градирней. При этом снижается солесодержание циркуляционной воды за счет восполнения ее потерь обессоленной водой.

Таким образом, в заявленном техническом решении вытяжная башня градирни снабжена жестко скрепленными кольцевым газораспределительным коллектором с отверстиями прямоугольной формы и кожухом кругового сечения, образующим совместно со стенкой вытяжной башни градирни с естественной тягой пристенный канал кольцевого сечения, что позволяет отвод уходящих продуктов сгорания парового котла в атмосферу осуществлять через пристенный канал кольцевого сечения и одновременно исключить обледенение внутренней поверхности вытяжной башни градирни с естественной тягой, что повышает экономичность и надежность тепловой электрической станции.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Технический результат – повышение экономичности и надежности тепловой электрической станции. Предлагается тепловая электрическая станция, содержащая паровой котел, главный паропровод, паровую турбину с конденсатором, электрический генератор, конденсатный насос, питательный бак, питательный насос, газоход отвода уходящих продуктов сгорания парового котла в атмосферу, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, сливной напорный трубопровод к градирне с естественной тягой, состоящей из водосборного бассейна и вытяжной башни, в которой установлены водоуловитель, водораспределительное устройство и ороситель, при этом вытяжная башня градирни с естественной тягой дополнительно снабжена жестко скрепленными кольцевым газораспределительным коллектором, присоединенным к газоходу отвода уходящих продуктов сгорания парового котла, и кожухом кругового сечения, образующим совместно со стенкой вытяжной башни градирни с естественной тягой пристенный канал кольцевого сечения, при этом кольцевой газораспределительный коллектор расположен после водоуловителя по ходу движения влажного воздуха, а в его верхней части выполнены равномерно расположенные отверстия прямоугольной формы для подачи уходящих продуктов сгорания парового котла в пристенный канал кольцевого сечения и их отвода в атмосферу. 1 ил.

Тепловая электрическая станция, содержащая паровой котел, главный паропровод, паровую турбину с конденсатором, электрический генератор, конденсатный насос, питательный бак, питательный насос, газоход отвода уходящих продуктов сгорания парового котла в атмосферу, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, сливной напорный трубопровод к градирне с естественной тягой, состоящей из водосборного бассейна и вытяжной башни, в которой установлены водоуловитель, водораспределительное устройство и ороситель, отличающаяся тем, что вытяжная башня градирни с естественной тягой дополнительно снабжена жестко скрепленными кольцевым газораспределительным коллектором, присоединенным к газоходу отвода уходящих продуктов сгорания парового котла, и кожухом кругового сечения, образующим совместно со стенкой вытяжной башни градирни с естественной тягой пристенный канал кольцевого сечения, при этом кольцевой газораспределительный коллектор расположен после водоуловителя по ходу движения влажного воздуха, а в его верхней части выполнены равномерно расположенные отверстия прямоугольной формы для подачи уходящих продуктов сгорания парового котла в пристенный канал кольцевого сечения и их отвода в атмосферу.